滾動(dòng)與滑動(dòng)軸承在小型球磨機(jī)并存共用的探索與實(shí)踐

王進(jìn)科

（甘肅廠壩有色金屬有限公司廠壩鉛鋅礦，甘肅 隴南 742504）

1 小型球磨機(jī)應(yīng)用滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承優(yōu)劣分析

小型球磨機(jī)主軸軸承常見有滑動(dòng)軸承與滾動(dòng)軸承，優(yōu)劣各異。各行業(yè)球磨機(jī)多用滑動(dòng)軸承，尤其大型球磨機(jī)，多采用滑動(dòng)摩擦方式的軸承工作，其承重大，噪音小，安全平穩(wěn)，可靠性高?；瑒?dòng)軸承的潤滑有高壓潤滑站潤滑和油池油浸式潤滑，滑動(dòng)表面形成一層潤滑油膜，軸段與軸瓦不發(fā)生直接接觸，大大減小了摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力，所有滑動(dòng)軸承在大中型球磨機(jī)中被廣泛應(yīng)用。但起動(dòng)摩擦阻力較大，軸頸與軸瓦對油質(zhì)要求較高，為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)，軸瓦表面上多用巴氏合金澆鑄一層減摩材料層，因此，一般都由軸瓦和軸承襯組合構(gòu)成滑動(dòng)軸承，一般在低速重載工況條件下，或者是維護(hù)保養(yǎng)與加注潤滑油比較困難的運(yùn)轉(zhuǎn)部位適用。近幾年來，小型球磨機(jī)使用滾動(dòng)軸承的較多，球磨機(jī)使用滾動(dòng)軸承檢修維護(hù)方便，工作可靠，起動(dòng)性能好，在中等速度下承載能力較高。與采用滑動(dòng)軸承的球磨機(jī)相比較，采用滾動(dòng)軸承的球磨機(jī)軸座徑向尺寸較大，減振能力較差，高速時(shí)壽命較低，聲響噪音較大。由于采用滾動(dòng)軸承的球磨機(jī)多選用向心軸承，主要承受徑向力，內(nèi)圈緊套在軸頸上并與軸一起旋轉(zhuǎn)，外圈裝在軸承座孔中，球磨機(jī)的承重主要在軸承內(nèi)圈的外周和外圈的內(nèi)周上的滾道和軸承球上。當(dāng)軸承內(nèi)外圈相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)球體在內(nèi)外圈的滾道上滾動(dòng)，為避免軸承滾動(dòng)體球的相互摩擦，球之間采用保持架隔開，雖然套圈和滾動(dòng)體都采用強(qiáng)度高、耐磨性好的滾動(dòng)軸承鋼制造，淬火后表面硬度都能達(dá)到HRC60～65及以上，但承重點(diǎn)數(shù)畢竟較少，軸承滾動(dòng)體球極易出現(xiàn)點(diǎn)蝕損壞。另外，滾動(dòng)軸承的保持架多用軟鋼沖壓制成，或采用銅合金夾布膠木或塑料等制造成，一旦軸承潤滑不好，在較大載荷下易發(fā)生保持架損壞，不易應(yīng)用到較大球磨機(jī)軸座上，尤其大中型球磨機(jī)方面具有較大局限性。

球磨機(jī)選用滾動(dòng)軸承還是滑動(dòng)軸承，要依球磨機(jī)的載荷情況和處理能力而定，受軸徑和承載力大小限制較大。球磨機(jī)采用滾動(dòng)軸承靠滾動(dòng)體球的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸，接觸部位是多個(gè)點(diǎn)，滾動(dòng)體越多，接觸點(diǎn)就越多；采用滑動(dòng)軸承的球磨機(jī)是靠平滑的面來支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸，接觸部位是一個(gè)面。由于兩者的運(yùn)動(dòng)方式完全不同、摩擦形式不同，一個(gè)是滾動(dòng)，一個(gè)是滑動(dòng)；滾動(dòng)軸承維護(hù)方便，檢修方便，滑動(dòng)軸承維護(hù)較難，檢修難度大和技術(shù)要求較高。但對1530格子型球磨機(jī)而言，使用滾動(dòng)軸承還是較為方便。

2 滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承在1530格子型球磨機(jī)上并存共用的實(shí)踐

在一個(gè)兩段一閉路破碎，一段閉路磨礦，先選鉛后選鋅的優(yōu)先浮選工藝中，1530無潤滑站滑動(dòng)軸承格子型球磨機(jī)與FG-12分級機(jī)組成閉路，磨礦細(xì)度65%～70%（-200目），鉛浮選一粗二掃三精，鋅浮選一粗三掃三精，脫水為濃密-真空過濾兩段流程，尾礦由膠泵輸送至濃密機(jī)。設(shè)計(jì)產(chǎn)能：100噸/日；實(shí)際產(chǎn)量130噸/日～140噸/日。生產(chǎn)產(chǎn)品為鉛精礦和鋅精礦。藥劑制度為：捕收劑（丁基黃藥），活化劑（硫酸銅），調(diào)整劑（石灰），起泡劑（2#油）。

在一次設(shè)備事故當(dāng)中，球磨機(jī)端蓋空心軸出現(xiàn)了裂紋斷裂情況，沒法繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。分析主要原因是：礦砂進(jìn)入端蓋襯套與空心軸之間的空腔后，長期使用與摩擦，造成空心軸嚴(yán)重磨損，在大載荷運(yùn)行情況下，逐漸劣化出現(xiàn)裂紋和斷岔。其次是大瓦使用過程，事故造成空心軸軸瓦外側(cè)出現(xiàn)拉槽損傷，斷岔就在拉槽處。

球磨機(jī)作為主要關(guān)鍵設(shè)備，在選礦系統(tǒng)中都沒有備用，斷軸后無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)和生產(chǎn)。由于生產(chǎn)時(shí)間緊、任務(wù)重，球磨機(jī)端蓋部件制造周期至少30天，如果不采取有效措施將嚴(yán)重影響到生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。在得知就近鄰廠有中心傳動(dòng)球磨機(jī)滾動(dòng)軸承備用端蓋后，經(jīng)進(jìn)一步檢查事故球磨機(jī)的出料側(cè)端蓋狀況較好，可以繼續(xù)使用，決定以滾動(dòng)軸承端蓋與滑動(dòng)軸承端蓋并存共用，兩種傳動(dòng)方式共存并用的方案修復(fù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)修復(fù)球磨機(jī)性能恢復(fù)生產(chǎn)目標(biāo)。

通過現(xiàn)場測繪核實(shí)兩種端蓋的中心高、軸座在球磨機(jī)軸向的距離及分析了兩種端蓋與筒體的連接等關(guān)鍵尺寸與連接方式，存在以下問題需要解決：一是兩種端蓋安裝尺寸對比：事故球磨機(jī)中心高為580mm，滾動(dòng)軸承端蓋的中心高為320mm。制作高258mm支座，螺栓連接，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固安裝目標(biāo)；二是兩種端蓋與筒體的連接尺寸：筒體厚度10mm，筒體端蓋凹止口30mm，筒體連接螺孔分度圓直徑φ1680，滾動(dòng)軸承端蓋連接螺孔分度圓直徑φ1445，通過布孔和尺寸對比，可以完成法蘭對接聯(lián)接安裝；三是軸座在球磨機(jī)軸向的距離：經(jīng)核實(shí)現(xiàn)有滾動(dòng)軸承端蓋在球磨機(jī)軸向的距離單側(cè)小40mm，兩側(cè)合計(jì)軸向距離比事故球磨機(jī)軸座在球磨機(jī)軸向的距離大80mm。如何解決這個(gè)問題，成為能否實(shí)現(xiàn)搶修目標(biāo)的關(guān)鍵。

3 解決方案

（1）軸座采取原球磨機(jī)軸瓦底座，自制軸座固定在軸瓦軸座上，通過計(jì)算選用M30×150強(qiáng)度4.8級2個(gè)螺栓連接，球磨機(jī)軸座與自制軸座選用M24×150強(qiáng)度4.8級4個(gè)螺栓連接，螺栓中線偏差40mm，在球磨機(jī)大質(zhì)量設(shè)備使用條件與性能，完全滿足使用要求。

（2）球磨機(jī)端蓋拆除后，通過測繪配置過渡法蘭，把圓筒體與現(xiàn)有滾動(dòng)軸承中心傳動(dòng)方式的端蓋連接，在這個(gè)環(huán)節(jié)要核對端襯與襯板安裝關(guān)系和尺寸，解決安裝問題。

（3）過渡連接法蘭加工制作，考慮安裝方式和承重問題，采取法蘭盤與現(xiàn)端蓋連接，通過計(jì)算，配置M27×150強(qiáng)度4.8級24個(gè)螺栓連接，采用錐頭螺栓，鉆孔采取端蓋現(xiàn)孔孔配鉆方式，確保錐孔配合度，為保障螺孔不滲漏，孔內(nèi)全部采用密封膠，使錐孔配合與密封更加緊密。

（4）外有筒體凹止口與法蘭直徑面配合，內(nèi)有端蓋凸止口與法蘭內(nèi)孔直徑面間隙配合，防止徑向剪力損傷，防止螺栓剪力應(yīng)力疲勞。

（5）安裝后，中心滾動(dòng)軸承傳動(dòng)端蓋原襯板與筒體襯板之間存在夾角式空腔，易造成礦漿栓動(dòng)磨損，以耐磨填充物充填后使用效果良好。通過試運(yùn)行，螺栓緊固調(diào)整和配合情況檢查，裝配情況沒有發(fā)生變化，截止目前使用正常。

自方案形成到加工制作，安裝試車到投入生產(chǎn)，共計(jì)耗時(shí)30小時(shí)，快速高效解決了問題，恢復(fù)了生產(chǎn)，挽回了損失52萬元，為企業(yè)創(chuàng)造了效益。

圖1 裝配圖

4 改造完成后，次生了一些問題需要解決

（1）1530格子型球磨機(jī)和高堰式螺旋分級機(jī)FG-12組成的磨礦分級系統(tǒng)返砂流程出現(xiàn)了不暢問題，分級機(jī)返砂落料高差不夠，造成返砂在溜槽堆積，分級機(jī)負(fù)載增加，流程出現(xiàn)了跑粗現(xiàn)象，影響產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。針對問題，多方考慮，采取加裝φ300螺旋輸送機(jī)的辦法，解決了物料輸送問題。

（2）原聯(lián)合給料器拆除，改造為中心給料器，既杜絕了電機(jī)的沖擊電流，節(jié)約了電能，又消除了設(shè)備振動(dòng)源，延長了設(shè)備使用壽命；減少了換勺頭的維修時(shí)間，提高了工作效率。

（3）螺旋分級機(jī)安裝了返砂刮砂裝置，原靠自流和水沖的返砂能被喂料進(jìn)入螺旋輸送機(jī)中，保障了返砂流程順暢。

5 通過試運(yùn)行，對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行評估，排查存在如下問題

作為返砂輸送的螺旋輸送機(jī)一旦發(fā)生故障，就會造成分級機(jī)上排料口的返砂物料堆集。針對問題，采取了安裝聲光報(bào)警裝置的措施，讓?shí)徫还つ芗皶r(shí)發(fā)現(xiàn)故障、及時(shí)采取措施并及時(shí)處置預(yù)防事態(tài)擴(kuò)大；采取電器聯(lián)鎖互鎖保護(hù)措施后，讓電磁振動(dòng)給料機(jī)、帶式輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)、分級機(jī)、沖洗水瞬斷電控閥門等互鎖，一旦返砂輸送停止，同時(shí)就中斷了球磨機(jī)給料，停止原礦沖洗水后球磨機(jī)溢流停止，返砂堆積也被控制在有限范圍，避免分級機(jī)上排料口返砂物料堆集，預(yù)防了球磨機(jī)原礦脹肚事故，預(yù)防了球磨機(jī)出料擁堵造成分級機(jī)負(fù)荷超重大葉片損壞等情況，保障了工藝流程順暢。

6 結(jié)語

經(jīng)過搶修和改造，實(shí)現(xiàn)了滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承在1530格子型球磨機(jī)上的并存共用。同時(shí)，徹底解決了球磨機(jī)聯(lián)合給料器勺頭挖料的沖擊電流問題，也為球磨機(jī)進(jìn)一步實(shí)施變頻控制改造打下了基礎(chǔ)，一旦完成變頻控制改造，球磨機(jī)的重載盤車與啟動(dòng)對電網(wǎng)的沖擊問題都會一并解決。